2019年柳州盛夏一次大暴雨灾害过程成因分析

2020-11-02赖锡柳刘蕾李亚琴覃靖

农业灾害研究 2020年4期

赖锡柳刘蕾李亚琴覃靖

摘要利用柳州市气象站资料、micaps资料、雷达资料及ncep再分析数据对2019年6月22～23日柳州市大暴雨天气过程进行综合分析，结果表明此次过程各层系统配合较好，高层辐散、高空槽东移、低层切变线、低空急流和超低空急流相配合以及地面冷锋触发，共同导致大暴雨过程发生，该过程与水汽条件、不稳定条件、动力条件等物理量场均具有较好对应关系。同时，地形对降水过程起到一定增幅作用，过程为明显飑线影响过程，列车效应明显，维持时间较长，飑线后部层状云降水明显，导致暴雨过程发生。

关键词柳州;暴雨;飑线;列车效应

中图分类号：P426.616 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）04-0-04

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.047

柳州市位于广西中北部，属于中亚热带季风气候，夏季暴雨常有发生，柳州融水、融安一带为广西暴雨中心，而柳州南部和北部地势差异较大，短时强降水和持续性暴雨以及其导致的地质灾害对柳州影响巨大。对柳州气象站建站至2018年12月31日数据进行统计可知，持续1天暴雨占92.3%，持续2天暴雨占7.1%，持续3天暴雨占0.6%。2019年6月22—23日，柳州市受高空槽、低层切变线、低空急流、超低空急流以及地面冷空气共同影响，出现连续两天大到暴雨、局部大暴雨天气过程。

大量学者对暴雨发生、发展以及预报做了相应研究。刘国忠等[1]对2010年6月28日广西极端特大暴雨进行分析，结果表明该次过程为低涡暴雨型，强不稳定能量及层结存在、850 hPa以下低层辐合、700 hPa附近明显涡旋、整层大气上升运动、850 hPa以下层高湿及水汽强烈辐合是此次过程主要物理量特征。张丁丁等[2]对2015年冬季广西一次大范围暴雨过程进行分析，研究表明此次过程是500 hPa南支槽、850 hPa切变线和低空急流共同作用下造成。蓝柳茹等[3]对2017年7月1日至2日柳州市特大暴雨过程进行分析，结果表明此次强降雨发生在西太平洋副热带高压和南亚高压稳定维持环流背景下，由高空槽、低涡切变、中低空急流和地面冷空气共同影响产生。杨晶等[4]对2012年辽宁地区暴雨天气个例进行分析，研究表明此次大暴雨过程是副热带、西风带、热带系统共同作用结果。余建华等[5]对2013年闽北大暴雨过程进行分析，结果表明高层低槽东移、低层低涡切边东移南压、切边南侧风速辐合造成该次过程发生。孟明霞等[6]对2017年陕西商南县大暴雨过程进行分析，结果表明东路冷空气和副高是该次过程主要影响系统。

利用气象常规资料、micaps资料、柳州雷达资料及NCEP 1°X 1°再分析资料，对2019年6月22—23日大暴雨过程影响系统、物理量场及短临预警等方面进行分析，以期为以后预报预警工作提供参考。

1 实况分析

此次过程共出现大雨47站，暴雨111站，占总站数57.8%，大暴雨21站，占总站数10.9%，大暴雨主要出现融水县中部及北部局部地区、融安县北部、鹿寨南部、柳州市区和柳城局部地区，最大累计雨量出现在融安县雅瑶乡，为203.1 mm。此次暴雨過程伴随着雷雨大风等强对流天气，全市出现6级及以上大风共27站，占总站次24.7%，其中出现8级及以上大风共3站，瞬时最大风速出现在柳城国家气象站（21.7 m/s，NNW，9级，23日1∶42）。此次过程出现较为明显强降雨带，因此，选取北部及南部强降雨中心融安县雅瑶乡、鹿寨县四排镇22日20∶00至23日20∶00雨量进行分析，雅瑶乡在22日23∶00开始降雨，强降雨主要发生在22日23∶00至23日01∶00，最大小时雨强达84.5 mm/h，且降水主要发生在夜间，持续时间较长，累计雨量为203.1 mm，四排镇在23日05∶00开始降雨，最大小时雨强达45.3 mm/s，降雨主要发生在23日早晨到上午，累计雨量为117.3 mm（图1）。

2 天气形势分析

22—23日，柳州市上空均为南压高压控制，高空辐散条件较好，有利于暴雨生成。22日08∶00，副热带高压控制华南地区，700 hPa槽位于云南东部并逐渐东移，低空急流为广西地区输送水汽，925 hPa在广西中西部有明显暖式切变，地面冷锋位于贵州—湖南—江西一带，并逐渐南压，850 hPa上，桂北T—Td≤2℃，水汽条件充足。22日20∶00，广西仍处于副高控制下，500 hPa槽向东南方向移动，700 hPa槽位于河池—百色一带，并向东移动，850 hPa切变线位于黔桂交界，925 hPa在桂北有明显切变线，此时地面冷锋进一步南压进入广西。23日08∶00，500 hPa和700 hPa槽东移影响柳州，副高快速南退，700 hPa切变线位于黔桂交界，同时，在柳州西侧不断有槽生成，柳州市再次位于槽前，850 hPa切变线南压影响柳州市北部，925 hPa切变线和地面冷空气南压过境，对暴雨起到触发作用，此时低层西南气流增强为低空急流和超低空急流，水汽输送较上一时次增强，水汽条件充足，各层系统叠加影响柳州。23日20∶00，所有系统均有所减弱，只有500 hPa槽过境，强降水过程趋于结束。由此可知，此次过程各层系统配合较好，高层辐散、高空槽东移、低层切变线、低空急流和超低空急流相配合，同时地面冷锋触发，导致大暴雨过程发生（图2）。

3 物理量分析

3.1 水汽条件

水汽是产生暴雨重要条件之一[7-8]。22—23日，低层为一致西南风，且风速较大，在22日20∶00，低层西南气流未达到急流，但在23日凌晨风速逐渐增大为急流，持续为广西上空输送水汽。在23日00∶00，850 hPa桂北相对湿度均在80%以上，其中柳州北部相对湿度在90%以上，在强降雨发生前后，桂北湿度梯度较大（图3）。桂北850～700 hPa为湿层，近地层因有冷空气渗透，相对较干，除近地层外，基本上整层相对湿度均大于80%，水汽条件好，利于暴雨产生。

3.2 不稳定条件

不稳定能量是强对流天气产生必要条件之一，而一些不稳定度指数对强对流具有较好指示意义[9-10]。其CAPE值达3 449.7 J/kg，K指数为39.7℃，抬升凝结高度很低，在1 km左右，利用强降水发生。同时，探空图上出现喇叭口形状，下湿上干，0～6 km风随高度顺转，且垂直风切变较大，几乎整层均为不稳定层。两天内，桂北一带T850～T500达21℃以上，且在22日，柳州北部最高气温达32℃以上，南部最高气温达35℃以上，能量条件充足，各种指标均指示将有强对流天气发生（图4）。

3.3 动力条件

分别选取北部及南部降雨中心融安县雅瑶乡、鹿寨县四排镇22日20∶00至23日20∶00垂直速度进行分析，雅瑶乡22日夜间及23日凌晨出现整层上升运动，垂直速度中心出现在23日00∶00至03∶00的500 hPa，达-5 Pa/s，与雅瑶乡强降雨時间相对应，23日01∶00，雅瑶乡小时雨强达到84.5 mm（图5A）。在23日06∶00之前，四排镇近地层为下沉运动，在06∶00之后，上升运动层开始逐渐向下移动，至09∶00，整层均为上升运动，上升运动中心出现在23日08∶00 800 hPa，为-0.6 Pa/s，与四排镇强降雨出现时间相对应，23日06∶00，四排镇小时雨强为45.3 mm（图5B）。与雅瑶乡相比，柳州南部垂直上升速度较小，由此可知，此次过程具有良好动力条件，有利于暴雨产生，北部强降雨中心垂直速度大于南部。

4 地形影响

当水汽由西南急流向桂东北输送时，由于融水一带元宝山阻挡作用，受地形影响，强烈幅合上升，造成强烈降水。

5 雷达回波分析

强降雨回波于22日18∶55到达黔桂交界，逐渐向东南东方向移动，在移动过程中逐渐演变为较小飑线，影响三江及桂林北部地区，而其西段不断有回波单体生成，21∶04其尾部回波与东段逐渐相连，有演变为线状回波趋势。此时，柳州地区是以偏南风为主，23∶38，回波逐渐南压至融水和融安北部一带，演变为明显飑线，高空有北风侵入，低层仍为偏南风。同时，西部不断有回波生成并向东部移动，具有明显列车效应，由于低层南风较强，冷空气南压受阻，导致降水回波在这一带维持至23日00∶48，飑线后侧有明显后侧入流。由于列车效应且维持时间较长，并且飑线后侧有较宽层状云回波，导致降水时间增强，融安融水北部一带出现大暴雨。在00∶48以后，飑线逐渐南压，至02∶11飑线结构还较为完整，但在此之后，飑线结构逐渐松散，强度减弱，至05∶54，强回波已影响到柳州南部，虽然强度减弱较为明显，但不断有回波东移，列车效应仍明显，当强回波过后，飑线后层状云降水一直持续，导致鹿寨县及柳州市区部分地区出现大暴雨（图6）。

6 结论

利用气象常规资料、micaps资料、柳州雷达资料及NCEP 1°×1°再分析资料，对于2019年6月22—23日柳州市暴雨天气过程进行综合分析，得到以下结论。

（1）高层辐散、高空槽东移、低层切变线、低空急流和超低空急流相配合，同时，地面冷锋触发，导致大暴雨过程发生。

（2）低空急流和超低空急流为广西上空输送水汽，湿层较厚，水汽条件较好，CAPE及K指数均较大，不稳定层较厚，利于强对流天气发生。

（3）该过程动力条件较好，强降雨中心与垂直上升速度中心有较好对应关系，北部强降雨中心垂直速度大于南部地区，且地形对降水过程具有增幅作用。

（4）此次为飑线影响过程，且列车效应明显，伴随着大风等灾害性天气，融水—融安北部大暴雨是由于列车效应，且回波在这一带维持时间较长，短时强降雨贡献较大，导致柳北大暴雨过程。鹿寨南部暴雨为列车效应，飑线减弱后层状云降水回波导致降水时间较长。因此，层状云降水的贡献不容忽视，二者结合导致柳南大暴雨过程。

参考文献

[1] 刘国忠，韦春霞，班荣贵，等.广西区域极端特大暴雨成因个例分析[J].气象科技，2013，41（5）：895-905.

[2] 张丁丁，凌晶，刘礼珍.广西一次冬季暴雨过程的成因[J].吉林农业，2017（10）：104.

[3] 蓝柳茹，刘蕾，李亚琴，等.2017年7月广西柳州一次特大暴雨过程成因分析[J].农业灾害研究，2019，9（1）：45-49，68.

[4] 杨晶，盛艳姣.2012年9月18-19日辽宁省桓仁地区暴雨天气个例分析[J].农业灾害研究，2014，4（5）：30-33.

[5] 余建华，黄国力，李冬梅.2013年5月16日闽北大暴雨过程初步分析[J].农业灾害研究，2014，4（7）：35-38.